KR100297466B1 - 전기음향 변환기용 진동판의 제조 방법 - Google Patents

Abstract

전기음향 변환기용 진동판의 제조 방법은, 소정의 형태로 미리 성형되고 절단된 셀 구조의 에지를 금형중 하나위에 배치한 상태에서, 그리고, 하나의 금형이 다른 하나의 금형과 결합되는 상태에서, 진동판 본체를 형성하는 금형 세트로 사출 성형을 통해 진동판 본체를 성형할 때 에지와 진동판 본체를 동시에 접합한다.

Description

전기음향 변환기용 진동판의 제조 방법{MANUFACTURING METHOD OF DIAPHRAGM FOR USE IN ELECTROACOUSTIC TRANSDUCERS}

본 발명은 스피커, 마이크로폰 등과 같은 전기 음향 변환기에 사용하는 진동판을 제조하는 방법에 관한 것이고, 더 상세하게는, 셀 구조의 에지가 주입을 통해진동판 본체를 성형할 때 진동판 본체와 동시에 접합되는 제조 방법에 관한 것이다.

스피커 등과 같은 전기음향 변환기에 사용하는 진동판에 필요한 기술적인 조건은, 진동판이 경량 및 고탄성의 적당한 내부 손실 특성을 가진 진동판 본체와, 경량 및 높은 내부 손실로 최적의 선형성을 나타내는 에지로 구성되어 있다는 것과, 진동판은 내구성이 우수하고, 제조가 용이하고, 생산 품질이 안정적이고, 여전히 값싸야 한다는 것이다. 최근에, 방수성은 자동차에 주로 사용되는 진동판의 중요한 특성중 하나가 되고 있다.

전술한 기술 조건을 실현하기 위해, 여러 형태의 프리 에지 진동판이 제안되어 이용되었다. 특히, 이용되는 사출 성형으로 진동판 본체와 에지를 동시에 성형하고 접합시켜 얻어진 진동판 구조는, 합성 수지 진동판의 우수한 특성을 경제적인 가격으로 제공할 수 있는 관점에서 여러 형태가 제안되었지만, 대부분의 진동판은 만족스러운 수준으로 상술한 기술적인 조건을 실현할 수 없었다.

예를 들어, 일본 특허 공개 공보 제 63-42300 호에서, 소정의 형태로 트리밍 처리된 에지가 사출 성형을 위해 한 쌍의 금형에 미리 인서트되고, 일체화되도록 진동판 본체의 사출성형과 동시에 접합되는 진동판이 제안되었다. 이 공개 공보에서 특별히 설명한 이러한 진동판의 경우에, 에지의 내주부가 진동판 본체의 두께 중앙에 실질적으로 들어가게 함으로써, 에지는 진동판 본체와 접합된다. 이러한 접합 구조에서, 에지의 접합부의 위치는 사출 조건에 따라서 항상 일정하지 않기 때문에, 에지가 최악의 경우 성형 틀내에서 깨지는 문제점과, 깨진 부분이 동시에 성형되어 접합되는 문제점 등이 일어날 수 있고, 본 공개 공보의 진동판은 실질적으로 실현 불가능하다.

일본 특허 공개 공보 제 2-239799 호에서, 공개 공보 제 63-42300 호의 전술한 문제점의 개선점이 제안되었다. 이러한 개선점은 에지 재질로서 천, 실크 또는 내열성이 있는 화학 섬유를 사용하기 때문에, 달성된 방수성뿐만 아니라 최적의 내부 손실에서 얻게 되는 우수한 선형성에 대한 문제점이 여전히 남아 있다.

더욱이, 이미 소정의 형태로 성형되어 금형내에 배치된 진동판 본체와 고체 탄성 중합체(아직 미발포 상태)의 에지를 동시에 사출 성형하여 접합하는 방법이 제안되었다. 그러나, 이 경우에, 주로 성형후의 수축으로 인해 에지에 가해진 잔류 응력은, 눈에 띄게 변형이 일어나는 문제점이 발생할 정도로 잘 감소되지 않는다. 고체 재질(아직 미발포 상태)이 에지로서 사용되는 경우에, 추가로, 이러한 재질로 인해 특정 톤이 발생하고, 큰 입력이 수신될 때 특히 불규칙한 음이 발생하는 문제점이 발생한다.

에지의 변형 문제를 제거하기 위해, 진동판 본체와 발포 고무형태의 에지와의 동시 접합이 본 건과 동일한 양수인에게 양도된 일본 특허 공개 공보 제 9-102998 호와, 대응하는 미국 특허 제 5,705,108 호에서 제안되었다. 이러한 동시 성형 및 접합에서, 진동판 본체가 에지의 성형 온도에 대하여 충분한 내열성을 가지고 있는 것이 필수적이다. 열 변형 온도가 상대적으로 낮은 폴리프로필렌 등과 같은 합성 수지가 진동판 본체에 사용되는 경우에, 에지의 성형 온도를 낮게 할 필요가 있고, 제조 시간이 많이 소모되고, 결과적으로 비용이 증가하는 문제가 발생한다.

본 발명의 목적은 전술한 문제점을 해결할 수 있는 제조 방법을 제공하는 것이고, 경량이며, 탄성이 높고, 선형성이 우수하고, 큰 입력에서 조차도 불규칙한 음이 유도되지 않고, 변형이 덜 하며, 값이 싼 진동판을 얻을 수 있다.

본 발명에 따라서, 상기 목적은 사출 성형을 통해 제조된 진동판의 제조 방법에 의해 실현될 수 있고, 소정 형태로 이미 성형되어 절단된 셀 구조의 에지가 사출 성형용의 한 쌍의 금형중 하나에 미리 배치되고, 소정의 갭이 그 사이에 존재한 상태로 나머지 금형이 그 위에 배치되고, 그 다음, 에지와 진동판 본체는 진동판 본체의 사출 성형과 동시에 접합되는 것을 특징으로 한다. 이 경우에, 진동판 본체에 대하여 에지의 표면을 접합할 때, 셀 구조의 개방 셀이 포함되어 있는 것이 바람직하다.

본 발명의 다른 목적과 장점은 첨부한 도면에 도시된 본 발명의 작동 측면을 기준으로 설명된 바와 같이 본 발명의 진행을 설명함에 따라 명백해 질 것이다.

본 발명은 첨부한 도면에 도시된 작동 측면을 기준으로 현재 설명되었지만, 본 발명은 도시된 이러한 측면에만 본 발명을 제한하지 않고, 첨부한 청구 범위내에서 가능한 모든 변경, 수정, 및 등가 배열을 포함할 수 있다.

도 1과 도 2는 본 발명에 따른 전기 음향 변환기에 사용하기 위한 진동판의 제조 방법으로 에지를 만드는 단계를 각각 도시하는 도면;

도 3은 본 발명의 제조 방법에서 절단 후의 에지의 개략 확대도;

도 4은 본 발명의 제조 방법에서 동시에 성형하는 단계를 도시하는 예시도;

도 5는 본 발명의 방법에 따른 에지와 진동판의 접합부를 확대한 단면도;

도 6a 내지 도 6d는 진동판 본체와 에지사이의 접합 태양에 대한 각각의 예시 단면도;

도 7은 종래의 방법에 따른 진동판과 본 발명에 따른 진동판의 주파수-음압 특성의 비교를 도시하는 도표; 및

도 8은 본 발명에 따른 진동판에 대한 방수성 시험에 대한 예시도.

본 발명의 방법에 따라서, 전기 음향 변환기에 사용하기 위한 진동판이 제공될 수 있고, 합성 수지로 제조된 진동판 본체는 셀 구조를 가진 에지와 단단히 접합된다.

에지의 재질로서, 방수성, 내후성등의 높은 신뢰성이 요구되는 용도면에서 발포 고무가 사용되는 것이 적절하다. 또한 본 발명의 특징은 발포 고무의 주 성분으로서, 가황 고무 또는 열가소성 탄성 중합체 등을 사용하는 것이다. 가황 고무와 같이, 스티렌 부타디엔 고무, 니트릴 부타디엔 고무, 에틸렌 프로필렌 테르폴리머 고무, 이소프렌 고무, 클로로프렌 고무, 이소부틸렌 이소프렌 고무, 에틸렌 프로필렌, 및 실리콘 고무를 포함하는 그룹에서 하나를 선택할 수 있다. 열가소성 탄성 중합체로서, 폴리에틸렌, 폴리스티렌, 폴리올레핀, 폴리우레탄, 폴리에스테르, 폴리아미드, 폴리부타디엔, 에틸렌-비닐아세테이트, 및 폴리비닐 클로리드를 포함하는 그룹에서 하나가 선택될 수 있다.

혼합된 발포제는 바람직하게 열분해성을 가진 가스 생성 타입중 하나일 수 있고, 성형된 최종 발포 에지는 0.07 - 1.2 범위에서 특정 비중에 있는 것이 적절할 수 있다. 에지의 다른 재질로서, 발포 우레탄이 사용될 수 있다.

에지의 셀 구조는, 셀이 셀 벽에 각각 발포되는 발포 부재를 구성요소로 하는 셀룰러 구조이고, 셀룰러 구조는 각각의 셀이 셀 벽에 의해 완전히 둘러 싸인 독립 셀중 하나와, 셀이 셀 벽에 의해 충분히 감싸지지 않지만 인접 셀과 연결하는 연속 셀중 나머지를 포함하며, 본 발명은 독립 셀과 연속 셀의 혼합 형태 또는 독립 셀을 채용하고 있다.

실시예

먼저, 소정의 형태로 셀 구조의 에지를 성형하고 절단하여 얻어진 에지는 진동판 본체를 사출 성형하는 한 쌍의 금형중 하나의 금형(1)에 미리 배치되고, 다른 금형(3)은 금형(1)과 결합되고, 에지는 금형(1, 3)사이의 빈 틀에 합성 수지와 함께 진동판 본체를 동시에 사출 성형하여 진동판 본체와 접합된다.

보다 상세히 설명하면, 예를 들어, 가황제, 발포제 등이 첨가된 에틸렌-프로필렌 테르폴리머 고무의 익숙한 고무 혼합물로 구성된 에지 베이스(2a)는 본 예에서의 스트립 형태와 같은 소정의 형태로 발포되고, 도 1에 도시된 한 쌍의 금형중 금형(1)위에 배치된다. 그 다음, 도 2에 도시된 바와 같이, 익숙한 고무 혼합물의 에지 베이스(2a)는 금형(1)에 대하여 다른 금형(3)에 의해 지지되고, 열 및 압력하에서 성형되고, 소정 형태의 발포 및 가황 고무의 에지(2)가 얻어진다. 이 때, 에지(2)는 4 Kg/cm²의 압력, 200℃의 온도, 및 60초 동안이 성형 조건이다.

필요하다면, 상기에서와 같이 발포 및 가황 고무로 준비된 에지(2)는 소정 형태로 추가로 절단된다. 도 3에서, 에지(2)는 확대되어 도시되고, 에지(2)는 스킨 층(4a)과 셀 부품(4b)을 가지고 있고, 독립 셀 부재를 성형한다. 추가로, 이러한 에지(2)는 전단선(4L)을 따라 절단되고, 진동판 본체(5)는, 보다 단단한 접합을 얻기 위해, 도 4에 도시된 바와 같이, 본체(5)의 재료(5a)가 에지(2)에 일체화된 상태로, 에지(2)의 절단부에 접합된다. 셀 부품(4b)의 내부에서, 독립 셀은 에지(2)의 중량 감소에 도움이 되도록 존재한다는 것을 알게 된다.

다음에, 진동판 본체(5)에 대하여 에지(2)의 접합이 보다 상세히 설명될 것이다.

발포 및 가황 고무의 에지(2)는 소정 형태의 사출 성형용의 한 쌍의 금형중하나의 금형(1)의 적당한 위치에 배치되고, 도시되지 않은 사출 성형 머신에 장착되고, 에지(2)는 도시되지 않았지만 금형에 장착된 진공 흡착 장치에 의해 하나의 금형(1)에 체결된다. 하나의 금형(1)은 그 다음 소정의 위치로 이동하고, 다른 금형(3)은 금형간에 갭이 존재하는 상태로 금형(1)위에 배치되고, 폴리프로필렌에 운모를 30% 첨가하여 만든 재료(예를 들어, KURALAY사에 의해 제조된 제품 MRP230-LL2B)가 230℃의 수지 온도, 150 Mpa의 사출 압력, 0.05 초의 충전 시간, 60 ℃의 성형 온도, 및 10 초의 냉각 온도 조건하에서 갭에 삽입되고, 진동판 본체(5)는 에지의 외주면에 접합되고, 성형될 때, 주로 에지(2)의 절단된 내주면에 접합된다. 접합이 이루어지고, 그 다음 양 재질의 상호 용해 접합에 의해 단단히 부착된다. 이 때에, 진동판 본체(5)의 성형 재질은 에지(2)의 내부면에서 셀 부품(4b)으로 강제로 삽입되고, 금형의 갭은 계속하여 만들어지고, 에지와 진동판 본체사이는 단단히 접착된다.

상기 경우에, 특정 비중과 내부 손실 등의 측면에서 널리 사용되었던 폴리프로필렌과 같은 공지된 올레핀 수지로 구성된 진동판 본체(5)에 대하여, 하이드로카본 올레핀의 폴리머를 포함하여, 진동판 본체용 재질과 동일한 재질이 접착성과 신뢰성의 관점에서 에지 베이스(2a)용으로 적절하게 사용될 수 있다.

더욱이, 진동판 본체의 사출 성형용으로 초기에 의도된 것보다 더 크게 성형 갭을 만들고, 사출 성형의 완료와 실질적으로 동시에 가압하여, 보다 낮은 압력에서 성형할 수 있고, 에지(2)의 변형이 눈에 띄게 감소될 수 있고, 진동판을 보다 안정적으로 제조할 수 있다.

한편, 도 6a-6d는 에지(2)와 진동판 본체(5)의 여러 형태의 접합을 도시하고, 구체적으로, 도면의 사선부분은 진동판의 재질(5a)이 에지(2)의 셀 부품(4b)으로 들어가는 상태를 도시하고 있다. 즉, 도 3 - 5에서, 에지(2)는 에지의 시작 상승부에 바로 선(4L)을 따라 절단되고, 이 절단부에서 진동판 본체(5)와 접합되고, 도 6a-6d의 각각의 태양은 에지(2)가 내부 평면부의 중간 위치에서 안쪽 평면이 남도록 절단되고, 이러한 내부 평면의 내주면에서 진동판 본체(5)와 접합된다.

다음에, 본 발명에 따른 전기음향 변환기에 사용하는 진동판의 성능 시험이 설명될 것이다. 접착제를 사용한 접합의 공지된 진동판뿐만 아니라, 본 발명에 따라 제조된 상기 진동판은 13cm의 동일 직경 스피커에 각각 일체화되고, 주파수-음압 특성은 도 7에 도시된 바와 같은 결과의 양 진동판에 대하여 측정하였다. 본 발명의 진동판이 종래의 진동판보다 대략 16%(1.0g)중량만큼 더 경량이라는 것을 알 수 있고, 본 발명에 따른 진동판(PI)의 실선에서의 특성 곡선은 종래의 진동판(OI)의 점선에서의 특성 곡선보다 더 좋은 레벨 또는 동일 레벨의 우수한 동일의 주파수-음압 특성을 실질적으로 도시하고 있다.

더욱이, 본 발명에 따른 전기 음향 변환기에 사용하는 진동판의 방수성 시험이 설명될 것이다. 이 경우에, 도 8에 도시된 바와 같이, 본 발명의 진동판(PI)은 진동판(PI)의 반대면이 위쪽으로 배치된 상태로, 진동판 서포터(8)를 통해 방수성 시험 디바이스(7)에 지지되고, 특정 양의 물(9)이 반대면에서 보존되고, 진동판은 이러한 상태로 48시간동안 방치되어, 방수성이 평가된다. 이러한 방수성 시험 디바이스(7)에 대하여, 투명 아크릴 수지의 실린더 몸체(11)와 그 위에서 이동하는 중량물(10)이 진동판(PI)의 외주면의 지지하는 패키지(12)에 제공된 하나를 사용한다.

결과적으로, 종래의 진동판(OI)뿐만 아니라 본 발명의 진동판(PI)은 48시간동안의 방치 시험후조차도 어떠한 변형 또는 물의 유출을 보이지 않고 우수한 방수성을 보인다.

더욱이, 본 발명과 종래의 진동판에서의 접합부의 접착 강도는 인장 시험에 의해 전단 강도면에서 평가되고, 그 결과로, 본 발명의 진동판은 다음의 표에 도시된 바와 같이 종래의 진동판보다 더 높은 접착 강도를 보인다.

	접합부의 인장 접착 시험(kg/cm2)
본 발명의 진동판	2.08
종래의 진동판	1.48

종합적인 성능을 참조하면, 본 발명의 제품이 종래의 진동판의 성능보다 더 좋은 성능을 보임에 따라, 더 우수한 진동판으로 평가될 수 있다. 추가로, 제조 방법에서, 접착제를 가하여, 접착을 위해 양 부재를 서로 맞물리게 하는 단계는 생략될 수 있고, 그 방법이 더 경제적일 수 있다는 확신을 얻을 수 있다.

상기에서, 발포 고무는 에지용 재질로서 설명되었지만, 발포 우레탄은 중량이 같거나 보다 작게 할 수 있고 발포 고무와 다른 우수한 성능을 나타내기 때문에, 발포 고무의 성능과 다른 우수한 음파 성능에 이용될 때 발포 우레탄을 적절하게 사용할 수 있고, 발포 우레탄은 방수성과 내후성과 같은 신뢰성에서 발포 고무보다 떨어지며, 사용에 제한이 있다.

Claims (6)

1. 진동판이 사출 성형을 통해 제조되는 전기 음향 변환기에 사용하기 위한 진동판의 제조 방법에 있어서,

   소정의 형태로 성형되어 절단된 셀 구조의 에지는 사출 성형용의 한 쌍의 금형중 하나위에 미리 배치되고, 에지와 진동판 본체는, 사출 성형을 위해 최소한의 소정의 갭이 존재한 상태로 상기 하나의 금형위에 나머지 하나의 금형을 배치한 후에, 진동판 본체의 사출 성형과 동시에 접합되는 것을 특징으로 하는 전기 음향 변환기용 진동판의 제조 방법.
2. 제 1 항에 있어서, 셀 구조의 에지의 셀 부품은 진동판 본체에 에지의 접합면의 일부를 형성하는 것을 특징으로 하는 전기음향 변환기용 진동판의 제조 방법.
3. 제 1 항에 있어서, 소정의 갭은 진동판 본체를 형성하는 사출 성형동안에 최소한 진동판 본체의 소정의 두께보다 더 크게 만들어지고, 이렇게 사출 성형된 진동판 본체는 늦어도 사출 성형후 소정의 두께가 되도록 가압되는 것을 특징으로 하는 전기음향 변환기용 진동판의 제조 방법.
4. 제 1 항에 있어서, 셀 구조의 에지는 발포 고무로 구성된 것을 특징으로 하는 전기음향 변환기용 진동판의 제조 방법.
5. 제 1 항에 있어서, 셀 구조의 에지는 발포 우레탄으로 구성된 것을 특징으로 하는 전기음향 변환기용 진동판의 제조 방법.
6. 제 1 항에 있어서, 에지와 진동판 본체 모두는 그 구성요소에 하이드로카본 올레핀의 폴리머를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기음향 변환기용 진동판의 제조 방법.